【正文】 analysis related to the cause of the problem. Key words: main driver。 西 南 交 通 大 學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ZL50 裝載機(jī)主傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)建模與分析 年 級(jí) ： 20xx 級(jí) 學(xué) 號(hào) ： 20xx7616 姓 名 ： 唐超 專 業(yè) ： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（工程機(jī)械） 指導(dǎo)老師 ： 陶林 /漆俐 20xx 年 6 月 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 I 頁(yè) 院 系 機(jī)械工程系 專 業(yè) 機(jī)械制造及其自動(dòng)化（工程機(jī)械） 年 級(jí) 20xx 級(jí) 姓 名 唐超 題 目 zl50 裝載機(jī)主傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)建模與分析 指導(dǎo)教師 評(píng) 語(yǔ) 指導(dǎo)教師 (簽章 ) 評(píng) 閱 人 評(píng) 語(yǔ) 評(píng) 閱 人 (簽章 ) 成 績(jī) 答辯委員會(huì)主任 (簽章 ) 年 月 日 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 II 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 班 級(jí) 09 工機(jī)三班 學(xué)生姓名 唐超 學(xué) 號(hào) 20xx7616 發(fā)題日期： 20xx 年 2月 25 日 完成日期： 20xx年 6月 14 日 題 目 Zl50 裝載機(jī)主傳動(dòng)器結(jié)構(gòu)建模與分析 本論文的目的、意義 :裝載機(jī) 為 用途 非常 廣泛 之 工程機(jī)械， 裝載機(jī)市場(chǎng)亦競(jìng)爭(zhēng)之激烈，課題研究為企業(yè)降低實(shí)驗(yàn)之成本、優(yōu)化產(chǎn)品之性能、分析主傳動(dòng)器之受力， 裝載機(jī)在不同工況條件下工作，主傳動(dòng)承受的載荷較性質(zhì)比較復(fù)雜，在使用中可能會(huì)出現(xiàn)各種故障。 建模之前對(duì)零件的參數(shù)都現(xiàn)行計(jì)算，對(duì)主傳動(dòng)器的結(jié)構(gòu)都做了選擇，有限元分析之前對(duì)工況下受力也做相應(yīng)計(jì)算，然后對(duì)分析的結(jié)果給出合理的解釋，相關(guān)情況出現(xiàn) 的原因。 國(guó)外裝載機(jī)發(fā)展的趨勢(shì) 裝 載機(jī)發(fā)展的總體趨勢(shì)：以人為本的設(shè)計(jì)思想 貫穿設(shè)計(jì)始終 ，普遍采用 易于操作的 電液比例控制技術(shù)、集中潤(rùn)滑技術(shù)等。以裝載機(jī)為例．目前僅有馬拉松勒?qǐng)D爾勒、卡特彼勒和小松一德雷塞這二三家公司能夠生產(chǎn)特人型裝載機(jī)。這種機(jī)構(gòu)替代綜合多用機(jī)上的八桿平行舉升機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的“ Z 型”連桿機(jī)構(gòu)，可承受極 大 的扭矩載荷和具有卓越的可靠性 (耐用性 )，駕駛室前端視野開(kāi)闊。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是 SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。有了這個(gè)傳動(dòng)比，可以有效的降低對(duì)變速器的減速能力的要求，這樣設(shè)計(jì)的好處是可以有效減小變速器的尺寸，使車(chē)輛的總布置更加合理。當(dāng)偏移距達(dá)到一定程度時(shí)，可以使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪軸的上面通過(guò)。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 5 頁(yè) 表 11 主減速器類型 減速型式 特 點(diǎn) 應(yīng) 用 單級(jí)減速 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小、成本 低、 傳動(dòng)比一般在 7 以下中小型底盤(pán)，如 JS JS2 小反斗 前置錐齒輪雙級(jí)減速 可得較大傳動(dòng)比（ 5~9，最大可達(dá) 11）和離地間隙，橋的縱向尺寸大，傳動(dòng)軸的夾角增大 較長(zhǎng)軸距的中、重型底盤(pán)，如Q QY8 汽車(chē)起重機(jī) 上置錐齒輪雙級(jí)減速 傳動(dòng)裝置布置較高，便于傳動(dòng)軸通 過(guò)，車(chē)身較高 多橋驅(qū)動(dòng)底盤(pán)， 如上安 QY15（ SH361） PY160 平地機(jī)等 單級(jí)減速附外嚙合輪邊減速 橋的中央部分、差速器、半軸負(fù)荷減小、尺寸小、提高離地間隙 中、大型底盤(pán)，如 Z42 裝載機(jī) 單級(jí)減速附行星輪邊減速 橋中部差速器，半軸體積小，縮短橋中心到傳動(dòng)軸凸緣的距離，行星齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，半軸與輸出驅(qū)動(dòng)軸同軸，傳動(dòng)比可達(dá) 12~18 工程機(jī)械和重型汽車(chē)上廣泛應(yīng)用，如 ZL50、 ZL ZLSH380、 TL160、 CL70 雙級(jí)減速附行星輪邊減速 是前兩種結(jié)構(gòu)的組合，減速比很大，增大扭矩，減低重心 超重型多橋底盤(pán)如 QD100 汽車(chē)起重機(jī) 主傳動(dòng)器中主、從動(dòng)錐齒輪的支承型 式 主傳動(dòng)器主從、動(dòng)齒輪只有正確的嚙合，才能很好的工作，要保證正確的嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、減速器殼的剛度有關(guān)外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 從動(dòng)齒輪的支承 從動(dòng)錐齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。 而 ZL50 選用 的主傳動(dòng)錐齒輪采用了 跨置式支承。 根據(jù)以上要求參考 《輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì) 》 [4]中表 61， 取 1z =8,2z =37， 1z +2z =45〉40 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 7 頁(yè) 的選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器， 從動(dòng)錐齒輪的尺寸大小除影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙外，還影響跨置式主動(dòng)齒輪前支撐架的位置和差速器的安裝等。 輪式裝載機(jī)上螺旋錐齒輪的平均螺旋角為 35176。 法向壓力角 圓弧錐齒輪的壓力角是以法向截面的壓力角來(lái)標(biāo)志的。 建模第二步 ： 通過(guò)拉伸切除 切除圓球中間部分然后通過(guò)拉伸命令 繪制兩邊肋板 ，如圖 。 圖 插入零部件菜單欄 差速器外殼放入 再次點(diǎn)擊插入零部件選擇從動(dòng)錐齒輪插入鼠標(biāo)中間 旋轉(zhuǎn)視圖 如圖 。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 18 頁(yè) 圖 軸承 33215 GB29794 通過(guò)同心重合等命令， 插入裝配體 同樣方法插入另外一個(gè)軸承 如圖 。 ? —— 輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)， 輪式工程車(chē)輛 ～ ， 履帶式工程車(chē)輛取～ ，在此取 ； r—— 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，滾動(dòng)半徑 為 ； i —— 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比， LB? 取 ，輪邊減速器 LBi 取 所以 irGT kics /?? = 20xx00 ??=32500 ( Nm)? 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 和最低傳動(dòng)比 時(shí)的工況 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce m a x0 1 0 /ce e fT K T i i i n?? ? ? ( Nm)? （ 34） 式中 fi —— 發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取 ； 1i —— 主減速器的傳動(dòng)比在此為 ； 0i —— 輪邊減速器，在此為 maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 450 ( Nm)? ； ? —— 傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取 ； n —— 驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； oK —— 超載系數(shù)，對(duì)于一般載重汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)的各類汽車(chē) 系數(shù) 一般取 ， zl50 取 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce = 1 . 0 4 5 0 4 . 6 2 5 4 . 0 1 3 . 6 0 . 91? ? ? ? ?= ( Nm)? 結(jié)論：正常行駛時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，而在車(chē)輪打滑和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩與最低傳動(dòng)比兩者之間去較小的轉(zhuǎn)矩靜力分析。 但在此我們先不用，主減速器的工況比較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中環(huán)境比較惡劣 ，必須考慮復(fù)合材料、材料非線性、高級(jí)機(jī)械振動(dòng)、非線性動(dòng)力學(xué)等高級(jí)分析的需求。 圖 新建算例 圖 算例類型 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 29 頁(yè) 主 動(dòng)錐齒輪與其它部件的連接主要有兩處軸承支承和一處花鍵連接 ，因此夾具選用的是軸承支撐，和固定幾何體右鍵夾具顯示子菜單圖 ，選擇軸承支撐，選擇主傳動(dòng)齒輪上的一軸承支撐面， 如圖 。 圖 主動(dòng)錐齒輪的位移圖 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 35 頁(yè) 分析結(jié)果 ：在最大扭矩最低傳動(dòng)比的工況下主傳動(dòng)錐齒輪的最大位移為 位于主動(dòng)錐齒輪的齒頂 ， 位移最大為接觸的那些齒輪，與實(shí)際也相符合。 圖 從動(dòng)錐齒輪在最大扭矩時(shí)的位移圖、 分析結(jié)果 ：從動(dòng)錐齒輪在最大扭矩最低傳動(dòng)比的工況下最大位移為 在嚙合齒外端齒頂處 ，但它的軸向偏移大約為 ~ 小于 滿足要求。 從錐齒輪分析 設(shè)置夾具，從動(dòng)錐齒輪與其它連接部分為螺栓連接，因此固定螺栓孔和與差速器外殼接觸面如圖 所示 將其網(wǎng)格化設(shè)置以及網(wǎng)格化參數(shù) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 42 頁(yè) 圖 網(wǎng)格化及網(wǎng)格化參數(shù) 圖 從動(dòng)錐齒輪的扭曲位移 分析 結(jié)果 ：分析從動(dòng)錐齒輪得出結(jié)論， 扭曲 最大為 0. 50mm， 二從整個(gè)圖來(lái)看，整個(gè)從動(dòng)錐齒輪的扭曲位移都比較小，幾乎都小于 ，材料基本滿足扭曲要求，而我們可以知道從動(dòng)錐齒輪不僅有垂直于軸面上的扭轉(zhuǎn)位移還包括沿著軸向的扭曲